耐水优异丙烯酸改性水性醇酸树脂合成及性能研究

来源 :江西科技师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Virgin1988
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醇酸树脂作为低成本的生物基材料,是世界范围内消耗量最多的涂料用树脂之一。随着环保法规越来越严格,发展水性醇酸树脂变得尤为重要。尽管如此,水性醇酸树脂漆膜存在干燥速度慢与耐水性不佳的弊端,已经无法满足当前市场的需求。本论文为了解决水性醇酸树脂干燥速度慢、耐水性差的问题,结合丙烯酸树脂干燥快、耐水优异的优势,采用酯化法成功制备出不同马来酸酐用量的丙烯酸改性水性醇酸树脂;并以此为基础,采用具有大空间位阻官能团的甲基丙烯酸苄基酯(BNMA)参与共聚制备出黏度适中且耐水性优异的丙烯酸改性水性醇酸树脂分散体,研究结果表明:(1)当丙烯酸预聚物中MA=4.0 wt%时,丙烯酸改性水性醇酸树脂薄膜吸水率最低,仅为11.90%。不仅如此,当选用上述马来酸酐用量的丙烯酸改性水性醇酸树脂制备自干涂料时,漆膜表干时间为1 h、实干时间为8 h,漆膜60°光泽可达88.9%,且自干14天后漆膜的铅笔硬度可达HB,柔韧性1 mm,附着力1级,耐水性最优,达到了32 d。与同类型的丙烯酸改性水性醇酸树脂分散体RESYDROL?AY 6150w/45WA(参照树脂)进行耐水性测试平行对比,发现RESYDROL?AY 6150w/45WA漆膜耐水性测试仅持续14 d。因此,马来酸酐的使用有利于丙烯酸预聚物与基础醇酸树脂的局部缩聚,最大程度改善醇酸树脂的耐水性能。(2)为了降低丙烯酸改性水性醇酸树脂分散体的黏度,采用新癸酸乙烯酯(VV-10)、甲基丙烯酸苄基酯(BNMA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)三种降黏单体合成丙烯酸改性水性醇酸树脂分散体。将马来酸酐用量选为4.0 wt%、降黏单体用量选为5.0 wt%(占丙烯酸预聚物的质量比,下同)制备含有三种不同降黏单体的丙烯酸改性水性醇酸树脂分散体。其中,含BNMA的改性树脂分散体在25℃、0 s-1剪切速率下黏度最低,低至5.58 Pa·s。当选用甲基丙烯酸苄基酯用量为5.0wt%的丙烯酸改性水性醇酸树脂制备自干涂料时,漆膜表干时间缩短至20 min、实干时间缩短为3.5 h,漆膜60°光泽可达86.3%,自干14天后漆膜的铅笔硬度可达HB,柔韧性1 mm,附着力1级,且耐水性测试达34 d才起泡。因此,BNMA的使用不仅不会影响漆膜的耐水性,而且将会进一步提升丙烯酸改性水性醇酸树脂漆膜的干燥速度。因此,本论文成功合成了一款快干、耐水性优异且黏度适中的丙烯酸改性水性醇酸树脂。
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